Chapitre 5: Notion de chimie des sols Flashcards
Les éléments qui compose la solutions du sol-diagramme
1-Plante (absorption par les plantes vs exsudats racinaires)
2-Atmosphère du sol (relâchement vs dissolutions des gaz)
3- m.o. (absorption par microorg vs décomposition)
4- Eaux souterraines et de surface(transport-ruissellement, lessivage, érosion– vs remontée capillaire,évaporation)
5-minéraux(précipitation vs dissolution)
6-Surfaces des particules de sol (rétention vs relâchement)
C’est quoi les 6 éléments d’importance?
- Cations échangeables majeurs
- Anions majeurs
- Anions faiblement solubles
- Métaux de transition et aluminium
- Ions toxiques
- Éléments actifs - REDOX
1- Cations échangeables majeurs
1-Retenus sous forme échangeable par les charges négatives des sols
2- Ca2+, Mg2+, K+ (Na+), NH4+
-Nutrition des plantes
3- Aluminium échangeable [Al3+, AlOH2+ , Al(OH)2 +]
4- H+— Acidité échangeable
2- Anions majeurs
1- Anions abondants (mais moins que les cations majeurs)
2- Sulfates (SO42-) et nitrates (NO3 -)
- Nutrition des plantes
3- Chlorures (Cl-), SO4 2-, bicarbonates (HCO3 -): sols salins
4- Carbonates (CO3 2-): pH > 9 (sols alcalins)
3-Anions faiblement solubles
1- Borates (H3BO30, H2BO3 -) 2- Molybdates (MoO4 2-) 3- Phosphates (H2PO4 -, HPO42-) 1-2-3= Plantes* 4- Rétention de ces anions par les sols dépend du pH
- Métaux de transition et aluminium
1- Aluminium (Al3+, AlOH2+, Al(OH)2+)
2- Fer(II) et Fer(III)
3- Mn2+, Cu2+, Zn2+
4- Cations non échangeables (et échangeables)
5- Disponibilité plus grande en conditions acides
5- ions toxiques
1- Cations ou anions
2- Aluminium (phytotoxique, pH acide)
3- Cd2+, Pb2+, Hg2+
4- AsO43-, CrO42-
6- Redox
1- C (Corganique à HCO3-) 2- O (O2- à O2) 3- N (NO3- à NH4+) 4- S (-SH à SO42-) 5- Fer, Manganèse, Sélenium, Mercure 6- Accepteurs ou donneurs d’électrons
Résumé des éléments d’importance
Voir tableau-barre
Adsorption vs Absorption et rapport avec rétention des éléments
Adsoption- la surface
absorption-intérieur
Les sous-catégorie de la rétention des éléments (5)
1- Pouvoir adsorbant des sols 2- Les charges de surface 3- Les échanges cationiques 4- Les cations non échangeables 5- La rétention des anions
2-Les charges de surfaces
1-Charges permanentes - Phyllosilicates - Substitutions isomorphiques - Aucun effet du pH - Charges négatives 2- Charges variables - Oxydes hydratés Fe et Al - Matière organique - Kaolinite - Ionisation des groupes fonctionnels - Effet du pH - Charges positives (pH faible) - Charges négatives (pH élevé) \+voir tableau
3- Les échanges cationiques
1- Importance?
- Rétention des éléments nutritifs par le sol
- Relâchement de ces éléments nutritifs par échange
2-Sélectivité des cations échangeables
–Al3+, ca2+, Mg2+, h+. K+, NH4+, Na+
– Valence (3+ > 2+ > 1+) &
–Degré d’hydratation des ions
–Action de masse(apport massif d’un cation par chaulage ou fertilisation)
3- Cations acides
- H+, Al3+, AlOH2+, Al(OH)2+
4- Cations basiques
- Ca2+, Mg2+, K+ (et Na+, NH4+)
- Bases échangeables
5- Les cations acides et les cations basiques occupent la CEC
6-Pourcentage de saturation en base: qté de cations basique sur CEC du sol
Retour sur la capacité d’échanges cationiques (CEC)
1- Somme des charges négatives présentes par unité de masse de sol pouvant retenir des cations sous forme échangeable
2-La CEC = ensemble des charges négatives qui peuvent retenir des cations
3- Bien que les charges soient négatives, les unités de la CEC sont cmol+/kg pour représenter le nombre de sites pouvant retenir des cations par kg de sol.
4- Unités: cmol+/kg
5- Anciennes unités: méq/100g
Qu’est-ce qu’une mole?
1- Une mole est une quantité d’atomes (6,023 X 1023 atomes).
2- La masse molaire d’un élément correspond à la masse d’une mole de cet élément.
3- Ex: une mole de calcium pèse 40 g
Qu’est-ce qu’une mole de charge?
1- Utilisation du concept de masse équivalente
2- Tient compte de la charge de l’élément
3- Symbole: molc (où c peut être + ou -)
Calcul qui démontre le lien entre cmol+/kg et méq/100g
1- 1 équivalent = 1 mole de charge électrique élémentaire (1 molc) 2- cmol+/kg = méq/100g 3-Calcul: 1 cmolc/kg de sol X 1 équivalent/molc X molc/ 100 cmolc X 1000 méq/ équivalent X kg de sol/1000g de sol = méq/ 100g de sol
Quelle est la saturation en bases et son lien avec les échanges cationiques
1-Pourcentage de saturation en bases varie selon:
i- Richesse en cations basiques du matériel d’origine
ii- Chaulage, fertilisation
iii- Lessivage (climat, conductivité hydraulique)
iv- pH
Comment est-ce qu’on évalue la CEC?
1-Méthode chimique officielle au Québec:
- Saturation avec l’ion NH4+
- Déplacement des ions NH4+ du complexe d’échange avec un autre cation
- Dosage des ions NH4+ déplacés
2-Estimation de la CEC
- Souvent (toujours…) ce qui est fait dans les rapports d’analyse
( La somme des bases échangeables dosées (méthode Mehlich-3) (Ca2+, Mg2+ et K+) avec Un paramètre pour tenir compte de
l’acidité échangeable )
4- Les cations non échangebales
1- Liaison ionique ou covalente
2-Peuvent s’accumuler dans les sols et devenir toxique pour les cultures
3-retenue force électrostatique
4-métaux de transitions et cation classé commes ions toxiques
5- La rétention des anions
1-Sur les charges
positives
2-Anions majeurs:
- NO3-, SO42-, Cl-
-Retenus sous forme échangeable:attraction électrostatique
-facilement lessivable
3- Anions faiblement solubles: fortement retenus: liaison chimique ou covalent
- Phosphates, Molybdates, Borates
- Phosphore: saturation en phosphore: doit être dispo pour les plantes
Les éléments importants de l’acidité du sol
1-Les formes d’acidité 2- Les facteurs à l’origine de l’acidité 3- Définition du pH et importance en agriculture 4- Mesure du pH des sols 5- Pouvoir tampon des sols 6- Chaulage des sols
Pourquoi est-ce que l’aluminium en solution est important dans un sol?
1- Hydrolyse: -Al3+ + H2O ↔ AlOH2+ + H+ -AlOH2+ + H2O ↔ Al(OH)2+ + H+ -Al(OH)2+ + H2O ↔ Al(OH)30 + H+ -Al(OH)30 + H2O ↔ Al(OH)4- + H+ 2- 5 formes d'aluminium: Al3+, AlOH2+, AL(OH)2+, Al(OH)03, Al(OH)4- 3- Tableau de distrubition important
Quelle forme de Aluminum se précipite sous forme solide?
Al(OH)03
1- Quelles sont les formes d’acidité?
1- Acidité active: -en solution: Al3+, Al(OH)2+, AlOH2+, H+ -C'est ce qu'on mesure (pH à l'eau) -influence la forme des ions en solution et l'activité microbienne 2- Acidité échangeable: - Al3+, Al(OH)2+, AlOH2+, H+ sous forme échangeable dans la zone diffuse et sur les argiles et l'humus -Sur le complexe d'échange CEC sous forme échangeable -mesure du pH du sol dans une solution de KCL 1M 3- Acidité résiduelle : -Al et H sur les argiles et l'humus -non échangeable -m.o. (gr fonctionnel) et al 4- Acidité de réserve: -résiduelle et échangeable -plus grand que active (en général)
2-Les facteurs de l’acidité du sol
1-Pertes de bases échangeables de la CEC: pluie acide, dissociation, diminution du pH de la solution avec la solubilisation de Al(OH)3, reste lessivé
2-Production d’acides org
3-Fertilisants à vase d’ammonium (réaction libère H+)
4-Érosion des sols
5-Altération de la roche mère
3-Qu’est ce le pH?
1-Mesure de l’activité des ions H+ dans la solution (acidité active)
2- Échelle de « p »: pH = -log(H+)
3-pH est un indicateur de l’acidité
4- pH N’EST PAS la cause de l’acidité
Quelle est le pH idéale pour les culture?
1-6,5-7.5
2-différentes classes de cultures: acide, tolérance à l’acidité ou intolérance à l’acidité.
3- tendances générales pour les éléments suivants: Ca, Mg, K et P
4- Comment est-ce qu’on mesure le pH d’un sol
1- Méthode colorimétrique 2- Méthode potentiométrique i- pH mètre et électrodes ii- Différence de potentiel (VOLTAGE) entre une électrode de référence et une électrode de mesure iii- Calibrage avec des standards (pH connus) iv- dans un liquide, diluer le sol: - Eau (méthode officielle) - CaCl2 0,01 M (avantages) - KCl 1M (acidité échangeable et active)
Quelles sont les facteurs qui peuvent affecter la mesure du pH des sols?
1-Saison d’échantillonnage (été, automne)
2- Finesse de mouture
3- Dilution de l’échantillon (1:1, 1:2, 1:4)
4- Nature de la solution (eau, CaCl2, KCl)
5- Temps d’équilibre (éê)
6- Pression partielle de CO2
5- Quelle est le pouvoir tampon d’un sol?
1-Capacité du sol à résister au
changement de pH (acidité de réserve)
6- chaulage des sols
1-Correction de l’acidité 2- Neutralisation de l’acidité - active? - échangeable? 3- Réaction du chaulage: i- déplacement de l'acidité échangeable (al) avec un cation basique ii- Précipitation de l'al déplace (Al(OH)03) 4- Réaction: -Dissociation du CaCO3 dans l’eau -Le CO32- réagit avec 2H+:
Dans le chaulage des sols, quels est l’amendement calcaire?
1-Choix
-Composition
- Propriétés du produit
- Besoins du sol
- But visé
- Coûts
- Disponibilité
2- source
-Minéraux ou roches (calcaire, marne, dolomie, basalte) (pierre à chaux agricole naturelle)
- Produits transformés (chaux vive, chaux hydratée)
- Autres (résidus de bettrave à sucre, cendres de bois, poussières de cimenterie)
Quelles sont les 3 catégories de chaux de Mg
- Chaux calcique : riche en CaCO3, 0 à 4,9% de MgCO3
- Chaux magnésienne: contenu en CaCO3 variable, MgCO3 de 5 à 19,9%
- Chaux dolomitique: 20% ou plus de MgCO3
Quelle est le pouvoir neutralisant?
1- Équivalent de carbonate de calcium
2- Façon d’exprimer le pouvoir neutralisant d’un amendement calcaire
3- On exprime la capacité d’un produit à neutraliser l’acidité d’un sol en pourcentage d’une masse équivalente de CaCO3 pur (carbonate de calcium pur)
4- Permet de comparer le pouvoir neutralisant de différents produits
C’est quoi les méthode pour du pouvoir neutralisant?
1-titrage;
- 1 g d’amendement calcaire dans unvolume donné d’acide fort (HCl) de concentration molaire connue (0,5M)
- L’amendement calcaire neutralise une certaine quantité d’ions H+
- On titre ce qui n’a pas réagit avec du NaOH de concentration molaire connue (0,25M).
- On compare avec la réaction de la même quantité de CaCO3
2-Analyse minéralogique
3-Analyse compositionnelle
Finesse de mouture
1- grosseur des particules de chaux
2- chaux fine réagit plus que traditionnel
Besoin en chaux-définition
Nombre de moles de charge de cations basiques (principalement Ca2+ et Mg2+) par kg de sol requis pour diminuer l’acidité échangeable à une valeur de pH considérée comme acceptable pour l’utilisation projetée.
Détermination du besoin en chaux
1- pH à l’eau?
2- Courbe de pouvoir tampon: longue mais précise ( Labo #5)
3 pH tampon SMP (Labo #4) : Méthode adaptée aux analyses de routine mais moins précise, plus pratique
pH tampon SMP
1- Mesure le pH eau du sol (1:1)
2- Si pH eau
Facteur à considérer lors de l’applcation de la chaux
1-Fractionnment de la dose dépend de la texture du sol (éviter les déséquilibres nutritifs)
- G1 et G2
–Chaux fine: 3 et 5 t/ha
– traditionnelle: 7 max
- G3: 2 et 5
2- incorporation :5 et 10
3-période d’épandage: faible risque de compactage
4-temps de réaction: 12 à 18 mois
5- fréquence: 4 ou 5 ans, entretion annuelle
